BE1022587B1 - Methode permettant d'augmenter la duree de vie des produits alimentaires avec une composition antimicrobienne a base d'acides lactique et acetique - Google Patents

Methode permettant d'augmenter la duree de vie des produits alimentaires avec une composition antimicrobienne a base d'acides lactique et acetique Download PDF

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Abstract

L’invention se rapporte à une méthode permettant l’augmentation de la durée de vie de produits alimentaires à base de viande ou de poisson, tout en leur conservant un aspect acceptable, en traitant ces produits avec une composition antimicrobienne obtenue à partir d’un jus de fermentation contenant de l’acide lactique et des traces d’acide acétique neutralisé à l’aide d’un hydroxyde de métal alcalin et débarrassé de toute trace d’impuretés.

Description

Méthode permettant d'augmenter la durée de vie des produits alimentaires avec une composition antimicrobienne à base d'acides lactique et acétique.
Domaine de l'invention L'invention se rapporte à une méthode permettant l'augmentation de la durée de vie de produits alimentaires à base de viande ou de poisson, en ajoutant dans la matrice une composition antimicrobienne sous forme de sels obtenue par fermentation à l'aide d'une bactérie non pathogène productrice d'acide lactique et de traces d'acide acétique. L'invention se rapporte également à une méthode de production d'une composition antimicrobienne par fermentation.
Etat de l'art A l'heure actuelle, de nombreuses denrées arrivent à leur terme de Date Limite de Consommation (DLC) sans avoir été consommées, c'est pourquoi l'augmentation de la durée de vie de ces produits est une problématique importante.
La principale source de dégradation des denrées alimentaires périssables est la croissance des microorganismes (bactéries, levures, moisissures). Dans le cas de la viande, il est généralement admis que les tissus internes des animaux sains abattus ne contiennent pas de bactérie au moment de l'abattage.
La viande fraîche peut par contre être contaminée par la suite, lors de la découpe, du hachage, du tranchage, par une contamination externe au système digestif, par des containers non stériles ou par des manutentionnaires.
Il est connu de l'homme de l'art, comme cela est décrit dans les brevets EP 482322, EP 1300085 et US 5192565, que les acides organiques ont, pour la plupart, des propriétés antibactériennes, cependant ils ne peuvent pas être utilisés dans la majorité des produits de viandes ou poissons actuellement disponibles sur le marché, du fait de l'aspect final qu'ils donnent aux produits alimentaires.
En effet, du fait de la diminution de pH qu'ils génèrent, les acides organiques diminuent considérablement la capacité de rétention d'eau des viandes ou poissons. Les produits alimentaires alors obtenus n'ont pas un aspect suffisamment présentable et deviennent inacceptables aux yeux du consommateur. En outre, lors de l'élaboration des produits cuits, la perte en eau diminue le rendement de cuisson induisant par la même occasion une perte pour l'industrie agro-alimentaire au niveau économique.
Afin de remédier à ce problème, on a déjà proposé d'utiliser les sels d'acides organiques ayant un pH neutre qui sont préférés pour la majorité des applications en matrices viandes ou poissons.
En effet, les sels d'acide organique tels que par exemple le lactate de sodium et le lactate de potassium (avec un pH neutre) sont utilisés couramment dans différents secteurs de l'industrie agroalimentaire et autorisés par la législation (ex. : EU -
Directive 95/2 CE : « quantum satis »), le principal débouché étant l'industrie de la viande. Ils ont un effet bactériostatique et agissent donc comme conservateurs en inhibant la croissance des microorganismes et plus particulièrement des bactéries. Cependant leur efficacité reste toujours limitée dès lors que le dosage à mettre en œuvre est suffisamment faible pour ne pas modifier les propriétés organoleptiques (plus particulièrement le goût) du produit.
Toujours dans la même optique, on a déjà proposé d'utiliser d'autres sels d'acide organique comme cités dans le brevet US 6387427 qui décrit un procédé de conservation de produits alimentaires comprenant l'ajout de sels d'acétate. Or, les concentrations utilisées en sel d'acide acétique qui permettent l'amélioration de la conservation impactent considérablement sur le goût du produit. En effet, le dosage utilisé est de 0,5 % d'un produit contenant 72 % d'acétate de potassium. Or, il est connu qu'un dosage supérieur à 1 % d'acétate de potassium pur confère généralement un goût acétique au produit. L'acétate de potassium est d'ailleurs considéré comme un arôme par la FDA (Food and Drug Administration) (« Sec. 172.515 Synthetic flavoring substances and adjuvants »).
Brève description de l'invention
Les produits Galaflow SL 60 XT et Galaflow PL 60 XT sont respectivement le sel de sodium et sel de potassium de l'acide lactique et acétique d'origine naturelle (issu de la fermentation). Le demandeur (Galactic) a découvert que la version XT de ces sels avait un goût doux et avait des propriétés antimicrobiennes beaucoup plus efficaces par rapport aux produits standards de lactate de sodium / potassium. Une dose inférieure de 20% peut être utilisée sans impact significatif sur les paramètres tels que le pH, l’activité de l’eau, la couleur et la texture des produits finis.
La présente invention relate également d'un procédé de production d'une composition antimicrobienne obtenue par fermentation d'un substrat carboné au moyen de microorganismes, caractérisé en ce que : a. Les microorganismes de la fermentation appartiennent aux genres Lactobacillus, Sporolactobacillus, Brevibacillus, Streptococcus ou leurs mélanges ; b. La fermentation est opérée sous un flux de gaz contrôlé ; c. La composition comporte de l'acide lactique et de l'acide acétique neutralisé avec un hydroxyde alcalin
Des voies particulières de l'invention sont caractérisées en ce que les microorganismes sont choisis parmi les espèces Lactobacillus Casei, Streptococcus Thermophilus,
Sporolactobacillus Inulinus ou leur mélange.
Description des figures
Figure 1 représente la voie homo-fermentaire menant exclusivement à l'acide lactique.
Figure 2 représente la voie hétéro-fermentaire manant à l'acide lactique, l'acide acétique et au dioxyde de carbone.
Figure 3 montre schématiquement le lactate diffusant dans la cellule et inhibant son développement.
Figure 4 montre que certaines bactéries comme Listeria produisent en absence d'oxygène du lactate et de l'acétate.
Figure 5 représente une comparaison de la productivité (g/l) en acide lactique (AL) et acide acétique (AA) en fonction des conditions de fermentation.
Figure 6 représente une comparaison de la durée de vie par décompte du nombre total de bactéries aérobies (CFU/g - ISO 4833) en fonction du temps.
Description détaillée de l'invention
Galactic utilise des matières premières naturelles et de haute qualité pour produire son acide lactique qui constitue le composant de base pour la production de ces sels. L'acide lactique L (+) du demandeur est obtenu par fermentation d'un sucre sans OGM avec l'aide d'un microorganisme naturel (de type sauvage), non-pathogène, non génétiquement modifié, et généralement reconnu comme sûr (GRAS).
La fermentation de l'acide lactique est effectuée par les bactéries lactiques (LAB) qui utilisent les sucres par deux voies différentes : • la voie homo-fermentaire dite d'Embden-Meyerhof qui permet de convertir les sucres en lactate (Figure 1). • une voie hétéro-fermentaire qui par l'intermédiaire de la voie de phosphocétolase (voie pentose-phosphate) conduit à la production de dioxyde de carbone, de lactate et d'acétate (Figure 2).
Galactic a découvert de façon surprenante qu'il est possible d'activer légèrement la voie hétéro-fermentaire de son microorganisme de production qui est strictement homo-fermentaire dans des conditions normales. En effet, un contrôle précis de l'équilibre des gaz (oxygène/azote/dioxyde de carbone) et préférablement d'autres paramètres de l'étape de fermentation, permet la production concomitante de traces d'acétate avec la production massive de lactate.
Selon un mode de réalisation préféré, la fermentation est opérée sous un flux de gaz contrôlé dont le gaz est composé d'oxygène et de CO2. Plus préférablement, le flux de gaz est composé d'oxygène (15 à 35%) et de CO2 (65 à 85%) . Plus préférablement le flux de gaz contrôlé est compris entre 0.1 et 0.01 vvm (volume de gaz par volume de milieu par minute).
Les Galaflow SL 60 XT et Galaflow PL 60 XT sont respectivement le sel de sodium et sel de potassium de l'acide lactique et acétique d'origine naturelle (neutralisation de l'acide avec un hydroxyde alcalin sodium ou potassium) et sont beaucoup plus efficaces (dosage inférieur de 20%) que les solutions de sodium et de lactate de potassium standards obtenues au départ d'acide lactique par voie exclusivement homo-fermentaire. En effet, grâce à la présence concomitante de lactate et d'acétate (en minorité), un double effet rétroactif est opéré.
Pour grandir, les contaminations pathogènes d'origine alimentaire et autres contaminations bactériennes doivent produire de l'énergie (sous la forme d'une molécule appelée adénosine triphosphate : l'ATP). Lorsque le lactate de sodium (ou de potassium) est ajouté à la nourriture, il entre spontanément dans les cellules bactériennes et inhibe la chaîne de réactions enzymatiques conduisant à la production d'ATP (par exemple la glycolyse). D'autre part, un processus appelé «homéostasie» a lieu par lequel les cellules tentent d'éliminer l'excès de lactate par des pompes ioniques situés dans leurs membranes. Ce processus de survie nécessite un besoin énergétique considérable et donc une grande quantité d'ATP qui ne sera dès lors plus disponible pour soutenir la croissance des cellules (figure 3).
Dans leur processus de production d'énergie et donc de survie et de développement, certaines bactéries comme par exemple Listeria, génèrent, dans des conditions anaérobies, à la fois du lactate et de l'acétate (figure 4) . Par conséquent, avec le même principe que celui décrit ci-dessus, l'addition concomitante de lactate et des traces d'acétate offre une meilleure protection.
Le produit issu de la fermentation sera ensuite, comme pour les lactates de sodium et de potassium généralement commercialisés, débarrassé de toute trace d'impuretés par de multiples étapes de purification (résines d'échange ionique, charbons actifs, évaporation, distillation, cristallisation ou toute autres techniques bien connues de l'homme de l'art).
On met ensuite les produits alimentaires, viande ou poisson, en contact avec une quantité de la composition antimicrobienne selon la présente invention (comme p.ex. Galaflow XT) en vue d'agir sur la durée de conservation de ces produits. Généralement, ces quantités sont comprises entre 1% et 5%, en poids du produit à traiter, d'une solution contenant de 50 à 70% et préférentiellement de 59,5 à 60,5% de lactate et de 0,1 à 1,5% et préférentiellement de 0,5 à 1,0% d'acétate. Cependant, d'autres teneurs ou concentrations peuvent être utilisées sans affecter l'efficacité du procédé de l' invention, Galactic ayant démontré l'efficacité de sa gamme Galaflow XT dans plusieurs applications telles que des saucisses, mortadelle, etc. D'autres détails et particularités de l'invention, donnés ci-après à titre d'exemples non-limitatifs, ressortent de la description comme quelques formes possibles de sa réalisation.
Exemple 1
Une culture de Lactobacillus casei, a été cultivée dans des réacteurs Bbraun 2l Biostat B sur un milieu de fermentation à 52°C et maintenu à pH 6,2 avec du lait de Ca(OH)2 25% en poids. Le milieu de fermentation est caractérisé par la composition suivante : 100 g/l saccharose, 5 g/l Yeast extract, 0.5 g/l K2HPO4, 0.5 g/l KH2PO4, 0.2 g/l MgSO4.7H2O, 0.03 g/l MnCl2.4H2O, 1 g/l (NH4 ) Cl, 0.01 g/l FeCl3.6H2O.
Dans le cadre de cet exemple, deux cultures ont été menées en parallèle au départ du milieu décrit ci-dessus : • Culture A (témoin) : fermentation opérée en anaérobie stricte (maintenue par un ciel d'azote) • Culture B : fermentation opérée avec un ajout continu de gaz (25% O2 - 75% CO2) via un diffuseur situé sous l'agitateur (turbine Rushton) à un débit contrôlé de 0.01 vvm.
Sur le graphe 1, nous pouvons clairement observer que contrairement à la culture A (témoin), la culture B réalisée avec addition continue de gaz permet de générer de l'acide lactique (sous forme lactate) mais également une faible quantité d'acide acétique (sous forme acétate).
Exemple 2
Une formulation courante d'une saucisse de Francfort (émulsion fine cuite) a été utilisée pour préparer deux échantillons avec des compositions et teneurs en agent conservateur différentes (référence : lactate de sodium traditionel Galaflow SL60 -
Essai : Galaflow SL60 X) :
La saucisse de Francfort est préparée d'après la procédure suivante :
Dans un cutter DADAUX 23L DD, ajouter la VSM, l'épaule de porc et le bœuf. Cuterrer pendant 1 minute à vitesse 1. Ajouter la moitié de l'eau, le sel nitrité, les phosphates et à nouveau cuterrer pendant 1 minute à vitesse 1. Ajouter le reste de l'eau et cuterrer 1 minute à vitesse 1. A vitesse 2, ajouter les protéines de soja ainsi que l'amidon et cuterrer pendant 1 minute. Enfin, ajouter le gras de porc avec les épices, l'ascorbate et le conservateur et cuterrer à vitesse 2 jusqu'à obtenir une température de mêlée entre 12 et 14°C.
Placer la mêlée dans un poussoir et pousser dans des boyaux pelables. Dans une étuve de cuisson, fumer les saucisses à 42°C pendant 1 heure. Puis, cuire jusqu'à obtenir une température à cœur de 76°C. Refroidir les saucisses dans un bain de glace et laisser égoutter en chambre froide entre 2 et 4°C. Après égouttage, peler les saucisses et les emballer dans un sac plastique et tirer sous-vide. Stocker les paquets à 4°C.
Une fois par semaine durant une période de 80 jours, le pH, l'activité de l'eau (Aw) et le nombre total de bactéries aérobies (CFU/g) ont été évalués sur les échantillons.
La durée de vie du produit préparé avec le lactate de sodium traditionnel - Galaflow SL60 (référence)- a été comparée à celle du produit contenant du lactate de sodium nouvelle génération -Galaflow SL60 XT (essai) . Les résultats sont repris dans le graphe 2.
On remarque que la préparation contenant du lactate de sodium à une teneur de 2,5% (référence) dispose d'une durée de vie de 65 jours (défini comme étant le temps auquel la concentration en germes aérobies atteint log 6 cfu/g) alors que le produit contenant du lactate de sodium nouvelle génération (essai) à une teneur de seulement 2% voit sa durée de vie prolongée de 10 jours. L'avantage est donc double.

Claims (13)

  1. REVENDICATIONS
    1. Un procédé de production d'une composition antimicrobienne contenant des sels de l'acide lactique et acétique comprenant: (i) une fermentation d'un substrat carboné au moyen de microorganismes, et (ii) la neutralisation de l'acide lactique et de l'acide acétique issus de la fermentation avec un hydroxyde alcalin ; caractérisé en ce que : (a) les microorganismes de la fermentation appartiennent aux genres Lactobacillus, Sporolactobacillus, Brevibacillus, Streptococcus ou leurs mélanges ; et (b) la fermentation est opérée sous un flux de gaz contrôlé.
  2. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérise en ce qu'il comporte au moins une étape de purification de l'acide lactique et acétique issus de la fermentation.
  3. 3. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la purification comporte au moins une étape choisie parmi l'échange ionique, les charbons actifs, l'évaporation, la distillation ou la cristallisation.
  4. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caracterisé en ce que les microorganismes sont choisis parmi les espèces Lactobacillus Casei, Streptococcus Thermophilus, Sporolactobacillus Inulinus ou leur mélange.
  5. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le flux de gaz est composé d'oxygène et de CO2.
  6. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'hydroxyde alcalin est choisi parmi l'hydroxyde de sodium ou l'hydroxyde de potassium.
  7. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'ajout dans la matrice de la composition antimicrobienne obtenue permet l'augmentation de la durée de vie de produits alimentaires à base de viande ou de poisson.
  8. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la composition antimicrobienne comporte de 50 à 70% de lactate et de 0,1 à 1,5 % d'acétate.
  9. 9. Une composition antimicrobienne comprenant le sel de sodium et/ou sel de potassium de l'acide lactique et acétique d'origine naturelle obtenue par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8.
  10. 10. La composition antimicrobienne selon la revendication 9 comprenant 50 à 70% de lactate et 0,1 à 1,5 % d'acétate.
  11. 11. Procédé pour augmenter la durée de vie de produits alimentaires comprenant ajouter une quantité de la composition antimicrobienne selon la revendication 9 ou 10 aux produits alimentaires.
  12. 12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que la composition antimicrobienne est ajoutée à raison de 1 à 5% en poids, basé sur le poids du produit à traiter.
  13. 13. Procédé selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce que les produits alimentaires sont des produits alimentaires à base de viande ou de poisson.
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